Algumas plantas se comportam como o monstro mítico Hydra:corte suas cabeças e elas voltam a crescer, maior e melhor do que antes. Um novo estudo descobriu que esses "supercompensadores, "como são chamados, também aumentam sua química defensiva - pense no veneno das plantas - quando são cortados.

O corte remove o caule primário e simula o que os mamíferos pastores fazem quando comem plantas na natureza.

O estudo, relatado no jornal Ecologia , é o primeiro a encontrar essa ligação e a rastreá-la em três vias moleculares interconectadas. A descoberta pode levar ao desenvolvimento de novos métodos para impulsionar o crescimento das plantas e, ao mesmo tempo, reduzir a necessidade de inseticidas, disseram os pesquisadores.

"Você pensaria que uma planta produziria muitos produtos químicos defensivos para evitar que fosse comida ou que colocaria sua energia para crescer novamente após ser comida - mas não ambos, dada a sua energia limitada, "disse o estudante Miles Mesa, que liderou a pesquisa com o professor de biologia animal da Universidade de Illinois, Ken Paige /. "Mas descobrimos que as plantas que supercompensaram - com maior sucesso reprodutivo após terem sido danificadas - também produziram mais produtos químicos defensivos em seus tecidos."

Cerca de 90 por cento das plantas com flores herbáceas se envolvem em um processo chamado endoreduplicação - duplicar todo o material genético em suas células sem divisão celular, disseram os pesquisadores. Este processo aumenta o tamanho da célula, permitindo que as plantas se recuperem rapidamente dos danos.

Cada rodada de endoreduplicação dobra a produção de uma célula. Ter o dobro de genes ativos significa que a célula pode bombear mais proteínas necessárias para realizar as tarefas celulares.

Algumas plantas multiplicam seus genomas repetidas vezes em resposta a serem pesquisadas. Um exemplo é gilia escarlate, uma planta de flor vermelha que cresce no oeste da América do Norte e é cultivada por alces e veados-mula. Paige está estudando suas reações ao ser comida.

"Estamos observando aumentos de duas ou três vezes na produção após o corte - na mesma temporada, " ele disse.

Paige descobriu a sobrecompensação e relatou sobre ela em 1987, mas ele disse que quase nenhum de seus colegas em biologia vegetal acreditava nisso. A ideia de que ser pesquisado pode aumentar o sucesso reprodutivo de algumas plantas é contra-intuitiva, Paige disse. Demorou mais de uma década para a comunidade de pesquisa aceitar a ciência; ainda hoje, quase ninguém mais na biologia vegetal estuda a biologia molecular da sobrecompensação.

O novo estudo focou em Arabidopsis thaliana, um membro da família da mostarda, frequentemente usado em pesquisas. Paige e seus colegas já haviam identificado a via molecular que promove a endoreduplicação nesta planta, junto com um importante regulador da via de endoreduplicação, uma molécula chamada ILP1.

Os pesquisadores descobriram que, ao aumentar a expressão do gene ILP1, eles poderiam aumentar a endoreduplicação em variedades genéticas de A. thaliana que normalmente não compensam em excesso. Isso levou a uma maior produção de sementes nas plantas alteradas e ao aumento da expressão de compostos defensivos nos tecidos vegetais, disseram os pesquisadores.

Isso é possível porque a via molecular que induz a endoreduplicação também se alimenta de duas outras vias:a via da pentose fosfato oxidativa, para o metabolismo primário, e o caminho do shikimato, que aumenta as defesas químicas das plantas, Paige disse.

"Existe um ciclo de feedback positivo, "disse ele." Quando você aumenta o número de cromossomos por endoreduplicação, você aumenta a expressão do gene, que aumenta a capacidade da planta de produzir compostos mais defensivos e nucleotídeos para a produção de DNA endoreduplicar novamente. "

As novas descobertas podem levar a avanços nos rendimentos agrícolas e reduções no uso de pesticidas, Paige disse.